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高壓電源范文1
高低電位隔離信號的測量在放電實驗過程中,有許多測量點處于高電位,又因電源系統輸出工作的地電位通過負載端一點接地,接地端離電源系統較遠,這會產生一定的地電位,高壓電源系統處于浮電位上。測量信號同樣處于懸浮電位上,當 電位隔離措施采取不當時,會造安全隱患。因此,所有測量信號須采取有效的高低電位隔離措施,與數據采集系統隔離,使系統更加安全可靠?，F有主回路的電壓和電流信號采用霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器,已具備高低電位隔離的功能,因此不需另外考慮。控制時序電平信號、高電位的信號(例如調制器輸出電壓)都采用光纖隔離技術,其中模擬信號采用了V/F-光纖傳輸-F/V技術,原理結構如。是測試這種方式性能的圖形,通過測試結果可以看出,這種傳輸方式線性度好,對溫度不敏感,抗干擾能力強,響應時間比較快[2]。 脈沖高壓測量用分壓器的設計高壓脈沖電源的實時、準確測量是一個非常關鍵的問題,高電位上輸出地電壓信號的獲取一般采用分壓器,而分壓器是脈沖高壓測量的第一級組成部分,這要求分壓器具有良好的響應特性和穩定性。分壓器原理簡單,可分為電阻分壓器、電容分壓器、阻容分壓器3種。由于該裝置高壓脈沖電源自身的工作特點,與一般沖擊波電壓、雷電波電壓不同,分壓器阻值選擇既不能像直流測量選擇偏大,流過分壓器的電流比較小(0.5~1mA),也不能像沖擊波電源電壓測量選的偏小(10~20kΩ)。
這些雜散參數用集中參數考慮,根據電路理論最終推導出階躍響應時間(式略)式中:R為分壓器總電阻;R1為高壓臂電阻;R2為低壓臂電阻;L1為高壓臂電感;L2為低壓臂電感;C為分壓器總的對地分布電容,如果忽略雜散電感的影響,則有T ≈RC/6[3-4]。通過式(1)可以看出雜散電容和雜散電感對階躍響應時間的影響是相互獨立的。由上述分析可知,對地分布電容Cg和雜散電感Lg是影響分壓器響應時間的重要參數,雜散電感也包括電阻本身的電感。當加上高壓時,就有電流流過這些電容,電容起到了分流作用,流過電容的電流大小與電壓頻率,電容容量都有關。頻率越高,容抗就越小,從電容中流過的電流就越多。同理,電容越大,電容的分流作用也就越強。測量電壓波形的上升時間比實際的要大。減少分壓器的總阻值和對地雜散電容可以減少階躍響應時間的電容項,這也是脈沖電阻分壓器的電阻值不能過高的原因。但考慮高壓絕緣和功率熱效應,尤其是所測電源工作時間較長時,電阻值也不能過低。對地雜散電容取決于分壓器的尺寸,在耐壓范圍內,盡量縮小尺寸是減少雜散電容的主要途徑,為了提高耐壓,必要時只能把分壓器放在耐電強度較高的介質中。為了盡可能消除雜散電感對響應時間的影響,需要盡可能降低高壓臂電感,必要時還可以增大低壓臂電感來改善分壓器的響應時間[5-8]。在實際設計中,Lg的選擇應滿足Lg/(R1+R2)<tr/20,Cg應滿足式0.23Cg(R1+R2)<tr,其中tr為待測電壓脈沖的上升時間,只要電源特性允許,分壓器的阻值盡可能小。對比現有電阻的特性,最終選用玻璃釉膜電阻。RI-80型玻璃釉膜電阻,采用釘系金屬玻璃釉膜做電阻膜,銀鈕合金做電極,該電阻高頻特性好,可靠性高,耐濕耐溫,功率大,體積比較小。在電阻的選擇上同時考慮了電阻溫度系數、耐壓性能,絕緣、屏蔽和匹配等問題。雜散電容除通過試驗確定外,通常用圓柱體計算,與分壓器高度h有關,估算關系為C=(10~15)h,式中h的單位為m。250kΩ分壓器中C約為10pF,響應時間是0.4μs。為了標定所研制分壓器的響應誤差,本文將其測得波形與泰克高壓探頭(P6015A,分壓比為1 000∶1)所測得波形進行了對比,觀察其響應特性。圖5是分壓器標定波形結果對比圖,其中,通道CH1為負載電流信號;CH2為P6015A測得脈沖電壓信號;CH3為250kΩ分壓器測得脈沖高壓信號。(b)中CH1為負載電流信號;CH2為250kΩ分壓器測得脈沖高壓信號。用玻璃釉膜電阻制作的分壓器和P6015A測試的波形吻合的比較好,并且在(b)中設計參數(250kΩ)的分壓器和電流波形的上升暫態過程一致,滿足電阻負載特性(標定條件是電阻負載)。
由于固態調制器開通過程中存在一定振蕩,電壓、電流波形上都有振蕩,且趨勢一致,滿足電阻性負載特點。由此可知該電阻分壓器能滿足HL-2A裝置脈沖高壓電源系統響應下的測量要求,適合該高壓電源系統的實際工況,并且測得波形具有比較高的保真度。但是對高頻脈沖高壓而言不但要求響應速度快,還要求高頻特性好,不會使高頻分量發生畸變,為此通過PSM高壓電源對250kΩ分壓器做了高頻高壓標定,PSM電源單元輸出有效頻率為140kHz,電壓為25kV。(c)是標定高頻高壓特性波形圖,其中通道CH2為P6015A測得高頻電壓信號;CH1為250kΩ分壓器測得高頻電壓信號;圖中可以看出,該分壓器能真實的反映高頻高壓上升暫態過程,具有高頻傳輸特性好的特點[9-10]。2.3 高電位隔離反饋控制信號的處理傳統的電源反饋控制系統中,一般是模擬信號通過A/D采樣轉換后,再經過工控機計算處理調整參數。考慮到高壓端的信號通過V/F-光纖傳輸-F/V傳輸后再經過A/D轉換,線路復雜,轉換環節多,制約了反饋控制系統的速度,因此設計了利用V/F轉換電路,并且配合計數器電路,實現了數據采集及轉換的功能。反饋系統需要的電源輸出電壓經V-F轉換后的頻率信號被輸入至TMS320F2812型數字信號處理(DSP)芯片,計算出頻率信號,再根據頻率計算得到對應的電壓值,從而實現了高速的A/D。 實驗波形HL-2A放電實驗時,在等離子體產生后,ECRH系統注入主機,基于星點控制技術的高壓電源的關鍵工作點的波形。圖中各波形分別為一個大功率調制器輸出電壓、電流及高壓平臺電壓、電流。通過該圖可以看出,電源的輸出電壓信號波形清晰、準確,能夠正確反映電源的工作狀態,為電源分析提供可靠的依據。在圖中當調制器關斷時高壓平臺有過沖現象,主要是由于濾波電感的特性造成的,當調制器關斷時,負載電流急劇減小,而濾波電感中電流由于自身特性不能迅速減小,這部分電流將繼續對濾波電容充電,從而使高壓輸出出現過沖[11-12]。三套高壓電源測量系統在HL-2A裝置實驗中投入使用,測量波形反映了電源的供電情況及隨時間的變化,并且為電源反饋控制系統及故障保護環節提供了可靠的信號,為分析和提高輔助加熱系統的質量提供了可靠的保障。根據現有電源系統的運行特性,本文用集中參數元件的形式建立脈沖分壓器模型,包括雜散電感、分布電容,得出比較直觀的階躍響應時間的計算公式,對如何降低響應時間提供了參考。該分壓器能夠應用于輸出有效頻率很高的基于PSM技術高壓脈沖電源的測量,準確測量電壓波形,進一步說明該分壓器不但響應時間比較快,抗噪能力比較強,同時其高頻特性較好,這都為現有高壓脈沖電源的特性分析及反饋應用提供了更堅實的基礎。設計的分壓器,對長脈沖高壓電源的測量有一定的借鑒意義,具有比較廣泛的應用價值。確保可以進一步提高反饋控制系統的速度。隨著高壓電源性能不斷的提高,對測量系統提出了更高的要求。在高頻高壓環境下,無論是測量系統響應時間還是電磁兼容都要不斷提高,才能滿足電源系統對測量的要求。這也是該測量系統下一步需要改進完善之處。
高壓電源范文2
關鍵詞：高壓電源控保模塊；高壓電源分機；故障檢測
1 概述
高壓電源分機為ADWR雷達發射機的重要組成部分，其在充電觸發脈沖的控制下，向固態調制器的儲能元件（PFN）提供充電電源，并最終進入速調管進行發射脈沖功率放大。因而從ADWR雷達發射脈沖的機制來講，高壓電源分機則可以稱為是發射機正常工作的基石。此外采用了回掃充電技術提高了高壓電源分機，從而保證發射功率的穩定性。
在高壓電源分機內部，高壓控保模塊電路由高壓故障判斷電路、高壓充電控制信號產生電路組成。顧名思義，高壓故障判斷電路其主要作用為高壓故障信號的判斷、指示及故障連鎖等。高壓充電控制信號產生電路則為在高壓充電定時信號的控制下產生高壓充電信號并送往高壓隔離驅動電路。由此可知，當高壓控保模塊電路故障時，高壓電源分機將無法正常工作，進而導致發射機故障。
2 高壓電源分機簡述
高壓電源分機的作用為在充電觸發脈沖控制下，向固態調制器的儲能組件（PFN）提供充電電源。
2.1 簡介
高壓電源分機為ADWR雷達發射分機的固態調制器提供其所需的直流高壓。其主要參數為：
輸入電源 三相380V 單相220V
充電周期
充電電壓 5000V
穩定度 0.01%
可進行變寬充電，最高工作頻率1300Hz
2.2 特性
多普勒天氣雷達中一般要求脈寬和重復頻率有較大的適用范圍，以利于提高分辨率和速度測量范圍。ADWR 雷達重復頻率范圍較寬，為250～1300Hz 可調。為達到寬重復頻率范圍的要求，該雷達發射分系統的高壓電源采用了回掃充電技術，其充電過程是對充電電感和人工線交替進行的，采用開關電源對充電電感進行等時間充電，既能保證充電精度，又確保了發射能量不隨重復頻率的變化而改變，從而滿足了寬重復頻率范圍的要求。采用回掃充電技術提高了高壓電源的穩定度，從而保證了發射功率的穩定性。
2.3 組成
高壓電源分機由電源濾波器Z1、三相整流V1、軟啟動控制電路、電流、電壓取樣電路、變換器電路、儲能變壓器T1、高壓隔離驅動電路A1、高壓控保電路等組成，組成框圖如圖1所示。
3 高壓控保電路
高壓控保模塊電路由高壓故障判斷電路、高壓充電控制信號產生電路組成。高壓故障判斷電路其主要作用為高壓故障信號的判斷、指示、故障連鎖及復位信號通過光耦解除故障自鎖狀態等。高壓充電控制信號產生電路則為在高壓充電定時信號的控制下產生高壓充電信號并送往高壓隔離驅動電路。高壓控保電路工作原理框圖如圖3所示。
3.1 高壓故障判斷電路
如圖4所示（可放大）隔離驅動電路輸出的IGBT1 保護信號和IGBT2 保護信號進入高壓控保電路后經D1A和D1B（CD4098）單穩態觸發器整形送入負或門D2B（CD4082），D2B（CD4082） 是四輸入端正與門，但整形輸出的IGBT 保護信號低電平有效，對于低電平有效的信號（負邏輯）D2B 相當于或門，兩個IGBT 保護信號中的任何一個為低電平時即可通過負或門D2B 去觸發故障自鎖電路D3（CD4012），D3 的輸出分為兩路，一路經三極管V9（3DK104D）驅動發光二極管V8（BT314057，紅色）進行故障指示，經三極管V10（3DK104D）驅動去發射監控分機。另一路去高壓充電控制信號產生電路進行故障連鎖。復位信號經光耦V11（H11L1）隔離后送到故障自鎖電路，解除其故障自鎖狀態。
3.2 高壓充電控制信號產生電路
如圖4，高壓充電定時信號經光耦V7（H11L1）隔離后，受繼電器K1、K2 控制分為兩路。繼電器K1 和K2 在充電時間選擇信號的控制下一個吸合、一個斷開，吸合的繼電器接點將高壓充電定時信號選通，送入整形電路D5A 或D6A（CD4098，單穩態觸發器），再送入最大充電時間定時電路D5B 或D6B（CD4098，單穩態觸發器）。D5B 或D6B 輸出的正方波起始時間對應于高壓充電開始的時間，正方波寬度對應的時間就是最大充電寬度。繼電器K1、K2 選中其中一個正方波送往門控電路D4（CD4011）。送往門控電路D4 的還有一個高壓充電停止控制信號，現介紹高壓充電停止控制信號的產生。充電電流取樣信號在繼電器K1、K2控制下選通對應的電阻R46（1.1KΩ）或R47（360Ω），電阻R46 或R47 上的電壓即對應于不同充電時間情況下，充電電流取樣信號產生的電壓。該電壓送往比較器N1（LM311A），比較器N1 的另一個輸入端接基準電壓?；鶞孰妷河蓭Ш銣乜刂频木芑鶞史€壓電源V13（LM399）提供，基準電壓值為6.9V，穩定度達10-6，這個基準電壓對應于充電電流的預定值。當高壓充電電流達到預定值時比較器N1 輸出低電平，整形單穩電路D7A（CD4098）輸出低電平，送往門控電路D4 作為高壓充電停止控制信號。高壓充電控制信號在故障連鎖電路D2A（CD4082）中受高壓故障的連鎖控制，如無故障，高壓充電控制信號經三極管V15（3DK104D）構成的跟隨器送往高壓隔離驅動電路。
高壓充電控制信號產生電路與故障連鎖控制電路如圖5。
4 故障檢測與分析
4.1 故障現象及初步分析
故障現象為終端報回掃電源故障，雷達整機發射功率為0kw，無回波數據。至十三樓機房檢查，在發射機柜I單元的發射監控分機的控制指示面板中顯示：1.6個狀態指示信號（ 即冷卻、低壓、準加、高壓，寬脈沖和窄脈沖）準加和高壓指示燈不亮；2.10個故障指示信號燈中高壓故障指示燈亮。考慮到此次故障發生時間為本雷達冬季停機維護期間，天氣良好，未有雷雨，臺風等惡劣天氣影響。于是我們首先嘗試在發射監控板上取得本地控制狀態下，按下復位按鈕（S5）看故障告警是否消除。但結果為重新再加低壓后，低壓綠色指示燈亮，準加綠色指示燈不亮的情況下，高壓故障信號紅色指示燈亮。然后再拆開發射機柜I各部件的擋板，發現其機柜上部的配電分機的三只空氣開關（即冷卻開關、磁場開關、高壓開關）均閉合沒有脫扣，即高壓故障紅色指示燈亮并不是由于空氣開關脫口引起，故障有待進一步檢測與分析。
4.2 故障初判
根據以上的初步分析，我們可以得出以下幾點：（1）發射監控分機控制指示面板中本地控制按鈕的復位按鈕（S5）無法使發射機恢復正常狀態；（2）發射機柜I單元頂部的三只空氣開關均為脫扣；（3）發射機內部各部分及之間連接線此前已做過相應檢測，且功率開關元件（此元件為容易損耗，尤其在雷雨等惡劣天氣下）已全新更換，再次測試也無異常，短路的高壓線也再次確認無短路，連接正常。在此基礎上，我們繼而拆開發射機柜I單元中部發射高壓電源分機部分的外擋板，檢查發現此時高壓控保板紅色故障指示燈未亮。在前面我們根據高壓控保模塊電路的敘述知道，高壓電源控保模塊電路的作用之一便是復位信號通過光耦（V11（H11L1））隔離送到該電路模塊中的故障自鎖電路以解除故障自鎖狀態。而我們多次嘗試通過復位按鈕（S5）以求解除故障自鎖，都未能成功，按道理此時高壓控保板的紅色故障指示燈應亮起。但事實上，并未亮起。于是通過以上檢測與分析，我們認為高壓電源的高壓控保模塊是異常的，需進一步檢測該模塊。
4.3 故障確定
如圖2所示的高壓電源分機電路圖，其中的虛框部分即為圖4所示的高壓控保模塊電路圖，我們用萬用表對高壓變壓器T2的初級即1、2端測得其兩端電壓為220V，為正常值。在此前提下，我們再分別測試未拆下高壓控保板和拆下高壓控保板時高壓變壓器T2的次級即3、4端和5、6端的電壓。理論上拆下與未拆下高壓控保板時，高壓變壓器T2的次級3、4端和5、6端的電壓應不變，都應為+15V。而事實情況是，未拆下高壓控保板時測得3、4端電壓為+9 V，5、6端為 V+21；拆下高壓控保板后，3、4端為15V，5、6端為15V；
4.4 故障解決
通過以上檢測與分析，我們可以基本確定為高壓電源分機的高壓控保模塊出現故障，在重新更換上由廠家寄過來的高壓控保板備件后，重新加低壓，未出現高壓故障告警，并在20分鐘左右后得到準加信號，加高壓，OK，正常，發射機工作正常。
4.5 后續工作
在完成以上工作后，雖然發射機能正常工作，但我們也發現此時發射功率遠遠低于出廠標稱的250KW，只有100KW左右。查看高壓控保板的發射功率調節旋鈕，發現其指針指到2的位置。為不對發射機尤其是其內部的高壓部分造成未知的耗損，下一步我們需要做的是在斷開高壓的前提下，逐步順時針旋轉功率調節旋鈕，一開始以0.5為步進的調節到200KW左右，然后再以0.2為步進慢慢旋轉直至發射功率達到標稱值250KW左右，此過程需要耐心的等待與細心的觀察。
4.6 故障原因分析
此次出現的故障較為不易察覺，且故障前，并無出現雷雨大風等極端天氣?？梢姶斯收辖^非為惡劣天氣造成高壓電源內部短路等導的。為此我們對拆卸下來的高壓控保板進行再一次的仔細檢查，查看電阻、電容等并無燒焦、霉斷、漏液、炸裂等明顯的損壞現象。在再次對大功率三端穩壓器7915（N3）進行了輸出電壓檢測時，發現其輸出電壓只有-9V，更換該大功率三端穩壓器7915，重新上機測試，加高壓正常。一個正常情況下的雷達開關機掃描為什么會燒壞一個大功率三端穩壓器呢，似乎不會。通過同值班人員溝通得知，在故障的前一天，雷達的UPS進行過一次放電，而在放電前，由于疏忽，處于加高壓狀態的雷達直接被斷電。正是由于此次的非正常關機導致高壓控保板內部元件的燒壞。
高壓電源范文3
【關鍵詞】電子脈沖 高壓滅菌 脈沖電源
液體食品（飲用水、飲料、啤酒、牛奶）的滅菌是食品工業的重要加工工序，高壓脈沖電子滅菌和傳統上普遍使用的巴氏滅菌法相比，因其除仍保持有不改變液體成分的優點外，還有設備小、成本低、消費少、易操作、滅菌強度可控、環保等著多優點，是滅菌方法的技術革新主方向。
高壓脈沖電子滅菌是在食品處理設備中的傳輸液體食品的管道中設置高壓電極，高壓電極上加上高壓電脈沖，使流經電極腔的液體內的細菌在瞬態的高壓、大功率電擊下死亡。
食品工業管道內的液體食品因為種類不同、懸浮物顆粒濃度及體積不同、離子種類及濃度不同而導致其電導不同，對滅菌高壓脈沖的功率要求不同；管道內的液體食品需殺滅的細菌不同，對高壓滅菌脈沖的電壓要求不同；管道內的液體食品的流速及流量不同、對脈寬和脈沖頻率要求也不同。這就是脈沖變壓器直接升壓式的電子滅菌高壓脈沖電源不能滿足工業滅菌實用要求的原因，新的滅菌高壓脈沖電源要有足夠的高壓功率（瞬態）輸出，要有一定寬度的高壓可調范圍，要有可調的放電脈沖寬度。
1 工作原理
該電子滅菌高壓脈沖電源由電源電路部分、高壓儲能電路部分與高壓脈沖放電電路部分及電腦控制部分構成。
1.1 電源電路
電源電路見圖1所示。電路由整流電路（Z）、穩壓控制器（K）、開關管Q、高頻變壓器（B）構成。整流電路（Z）先將220V交流整流為310V左右的直流，再經頻率是30K的脈寬調控式穩壓控制器（K）控制開關管Q，受到調控的電流經高頻變壓器（B）的初級繞組L，高壓由高頻變壓器（B）的次級高壓繞組L1-Ln多路輸出，其輸出電壓的穩定值大小由穩壓控制器（K）根據電腦指令控制開關管Q導通角實現。Lp是取樣繞組，給穩壓控制器（K）提供穩壓調控參數。
1.2 高壓儲能電路
高壓儲能電路見圖2。高壓儲能電路元件包括高頻變壓器（B）的次級繞組Ln，高壓整流二極管Dn，高壓電容Cn（n=1，2…n-1，n）。Ln、Dn、Cn串聯成環路，Ln上輸出的高壓經Dn整流后給電容Cn充電，在2脈沖內充電達到飽和并被高壓電容儲存。高頻變壓器（B）的次級繞組有n組等電壓輸出級，分別給n個高壓電容沖電，滅菌的放電電壓則是所有高壓電容上的電壓之和。
1.3 高壓脈沖放電電路
高壓脈沖放電電路見圖2。電路由放電三極管Qn、偏壓阻尼二極管Dbn、限流電阻Rn、 放電脈沖耦合變壓器（B1）的次級Lin（n=1，2…n-1，n）構成。偏壓阻尼二極管Dbn和三極管Qn的發射結反向并聯，三極管Qn的基極通過限流電阻Rn和Lin一端相連，Lin另一端接Qn發射極。工作時，放電脈沖形成與控制電路產生的放電脈沖信號經脈沖耦合變壓器（B1）初級Li耦合給次級Lin（n=1，2…n-1，n），經Rn、Dbn產生正向偏壓使Qn導通，n個導通的三級管使得n個相應的存儲著高電壓的電容得到疊加級聯，疊加后的n倍高壓直接釋放到滅菌放電電極上實現滅菌的功效。當三極管Qn關斷時，Lin中的反向電壓被偏壓阻尼二極管Dbn所釋放。
1.4 控制電路
該電子滅菌高壓脈沖電源的電源電路和放電電路均由電腦控制，電腦依據各種傳感器獲取的參數和操作者輸入的參數運算出合適的滅菌脈沖電壓峰值和脈沖寬度及脈沖頻率。電腦通過穩壓控制電路控制滅菌脈沖電壓峰值的大小，以確保滅菌脈沖電壓大于被滅菌的電壓耐壓值。電腦通過放電脈沖形成與控制電路控制著滅菌脈沖的寬度和頻率，是針對不同滅菌溶液的流量變化和電導變化。
2 結論
本文所設計研究的電子滅菌高壓脈沖電源采用了高壓電容級聯進行能量儲存，使用電子開關進行放電控制，極大降低了高壓脈沖電源的輸出內阻，增加了高壓脈沖的瞬態輸出功率，是高壓脈沖滅菌有效的高壓電源，其可調控的輸出高壓值對不同種類的細菌確保有可靠且穩定的滅菌率，其脈寬脈頻的可調性則加強了滅菌設備對不同食品液體和處理量要求不同的適應。
參考文獻
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作者簡介
陳愛群（1956-），男，漢族，山東省泰安市人，本科，副教授。主要研究方向：電子應用技術研究。
高壓電源范文4
關鍵詞：供配電；電氣設備；運行方式；故障狀態分析
引言
近年來，電力工業作為國民經濟的基石，堅持穩定發展、改良創新。其中，電力系統是由火力發電廠、水電站和風電場等發電單位和各級變壓器、輸電線路和各類型負荷共同組成的有機整體。電力系統由其電壓等級和相關作用，可以分為一次部分和二次部分。
配電網絡是指電力系統較高等級電壓經降壓變壓器分配輸送到工廠、市政用電的電力系統網絡。
本文重點對某工廠的高壓配電間進行了詳細的原理分析，并創新性地對該高壓配電間的安全防護系統進行了設計。
1 配電間一次接線網絡構架
如圖1為高壓配電間一次接線圖，其中包括：六個開關柜，分別是進線柜、計量柜、過線柜、變壓器控制保護柜1B、避雷器柜、變壓器控制保護柜2B。
圖1 高壓配電間一次接線圖
其結構如下：
（1）進線柜構成：電纜――隔離開關GN19-10――電流互感器LQJ-10――高壓斷路器SN10-10――隔離開關GN19-10
（2）計量柜構成：隔離開關GN19-10――熔斷器RN2-10――電壓互感器JQZ-10――電流互感器LQJ-10――隔離開關GN19-10
（3）過線柜構成：母線的三相線
（4）變壓器控制保護柜1B構成：隔離開關GN19-10――高壓斷路器SN10-10――電流互感器LQJ-10――隔離開關GN19-10（――變壓器）
（5）避雷器柜構成：隔離開關GN19-10――避雷器FZ-1――熔斷器RN2-10――電壓互感器JSJM-10
（6）變壓器控制保護柜2B構成：隔離開關GN19-10――高壓斷路器SN10-10――電流互感器LQJ-10――隔離開關GN19-10（――變壓器）
2 設備基本原理和功能
高壓斷路器：一種通過滅弧裝置實現電路的關斷與接通的開關設備。其特點是能在發生短路危險時快速而安全地切斷短路電流。本次案例系統中所用高壓斷路器型號為SN10-10，表明它是戶內式少油斷路器，額定電壓為10kV。當斷路器跳閘時，產生電弧，在油流的橫吹、縱吹以及機械運動引起的油吹的綜合作用下，使電弧迅速熄滅。少油斷路器具有重量輕、體積小、節省油和鋼材，價格低等優點，但不宜頻繁操作，檢修復雜，有滲油等缺點，除老用戶仍在使用外，目前已不再采用。
高壓隔離開關：能夠很好地隔離高壓電源，確保檢修和運行維護時設備和人員的安全。本次案例系統里采用的高壓隔離開關型號為GN19-10，表明它是戶內式隔離開關，額定電壓為10kV。
高壓熔斷器：當通過熔斷器的電流達到一定數值時，其內部材料發出的熱量足以將溶體斷開，從而將電路切斷，以保護重要設備的電路。其實際使用場景是在發生短路、過負荷等情況下的保護。本次案例系統采用的高壓熔斷器型號為RN2-10，表明它是戶內式熔斷器，額定電壓為10kV。RN2型熔斷器為保護電壓互感器的專用熔斷器，與案例接線圖一致。熔斷器的滅弧能力很強，能在短路后不到半個周期就將電弧熄滅。
互感器：是一種特殊的變壓器。將一次側較高的電壓和電流變換為供給儀表和低壓繼電器使用的低電壓、電流。同時起到隔離一次和二次的作用。本次案例系統中采用的電流互感器型號為LQJ-10，表明它是樹脂澆注線圈式電流互感器，額定電壓為10kV。電壓互感器采用的是三相油浸式電壓互感器和澆注式電壓互感器，額定電壓為10kV。
避雷器：防止電力系統中的電氣設備被過電壓侵襲所設置的保護設備。本次案例系統中采用的避雷器型號是FZ-10閥型避雷器。
3 接線圖詳細解構與分析
本節將重點分析每個設備存在于該處的原因，以及每個設備設計在該處的作用。
圖2 配電室原圖
（1）從進線端開始，接9011隔離開關，斷路器901和隔離開關9013，經典的隔離開關與斷路器搭配“先通后斷”原則。
（2）隔離開關在這里的作用是確保電路斷開以及保證安全狀態檢修斷路器。
（3）9011和901之間的電流互感器（TA）是作為控制電路使用（每個斷路器搭配一套TA作為過電流保護和控制）。
（4）隔離開關9511和9513是為了安全退出檢修電流互感器和電壓互感器（TV），此處的TA和2個兩相電壓互感器（TV）作為計量用，包括記錄電費等，其中的熔斷器是為了保護TV，在電流達到閾值后將熔斷以保護TV。
（5）又進線柜接入右側的母線，該母線連有三組設備（或出線）。
（6）其中通過9111、911、TA、9113接入出線側的1號和3號主
變，其原理同進線端的“設備組1）”，接入2號主變的原理也同上。
（7）右饒趕叩諶部分通過隔離開關9521接入避雷器和電壓
互感器。避雷器用于對雷電波侵入的防護，而電壓互感器用于補償無功功率，改善功率因數。
4 運行方式的解構與剖析
系統采用一次側單母線不分段接線形式。
采用該接線形式的原因：一次側系統中只有一根進線，而當只有一路電源進線時，常采用這種接線，每路進線和出線裝設一只隔離開關和斷路器。
優點：接線簡單清晰，使用設備少，經濟性比較好。由于接線簡單，操作人員發生誤操作的可能性就小。
缺點：可靠性和靈活性差。當電源線路、母線或母線隔離開關發生故障或進行檢修時，全部用戶供電中斷。
適用范圍：可用于對供電連續性要求不高的三級負荷用戶，或者有備用電源的二級負荷用戶。
正常供電情況下，所有開關設備處在閉合狀態，即處于“非常態”，電路中每個斷路器都配有自動裝置，可實現自動跳閘，手動合閘，手動跳閘等動作（能否自動合閘據已有案例數據而言無法得知）。該系統為10kV系統，多為中性點不接地系統。
5 故障狀態分析
5.1 1#號主變二次側單相接地
二次電路發出警報，但斷路器911不會跳閘，因為在中性點不接地系統中，單相接地的短路電流很小，設計為不跳閘更能提高供電可靠性。在2小時內，值班人員聽到警報盡快檢查1#的故障點排除故障。
5.2 2#號主變兩相短路
912處TA感應到故障電流，通過二次電路控制斷路器912自動跳閘，并發出燈光或音響信號，提醒操作人員將斷路器kk開關置為跳閘狀態，并斷開兩側隔離開關，對2#處進行故障搶修。
6 結束語
通過對某工廠的高壓配電間的原理分析，創新性地對該高壓配電間的安全防護系統進行了設計，提高了配電的穩定性和可靠性。經現場結果的分析比對，驗證了該方案的可行性。對實際工程設計，尤其是對于配電系統的規劃方案，具有一定的實踐意義和價值。
參考文獻
高壓電源范文5
【關鍵詞】發射機；行波管；可靠性
1.引言
行波管作為微波式真空電子器件當中的一種常見管型，具備高功率、大增益、寬頻帶與低噪聲等各種實際特點，能夠廣泛地運用在雷達、電子對抗與通信等各個重點工程領域。然而因為行波管的構造與相應的供電電路具有復雜、電壓高及功率大的特點，實質的應用環境通常為惡劣的狀況，所以行波管發射機的可靠性已經視為一個相對復雜的實際問題。
2.行波管發射機的結構組成
行波管發射機通常由寬帶行波管、各級電源系統、調制器、控保電路與冷卻系統等部分構成，假如其中的任意一個電路或者元器件失效就可能引起整個發射機的故障發生。所以其相應的可靠性模型表現為串聯系統的形式，失效率λ應為各個實質單元的失效率λi的和，即表示為λ=∑λi。
3.行波管發射機可靠性的提高方法
行波管是整個發射機的關鍵元器件，行波管設計的可靠性很大程度上決定了發射機工作的可靠性。本文所提的行波管發射機應用于一種電子對抗設備，要求行波管能在寬頻段、大占空比（90%）的條件下進行工作。發射機的全部設計工作都應當圍繞著行波管而實行的，即怎樣為行波管配置最合理可靠的各個電極電源、完善高效的控制保護與理想的熱環境設計，確保行波管工作于最理想狀態進而提升行波管的可靠性。
3.1 高壓電源系統
本發射機的高壓電源系統（包括整流電源、逆變電源、高壓電源）采用相控整流方式+全橋串聯諧振變換器電路。由于開機時會產生很大的浪涌電流，因此采用相控整流方式實現緩沖開機，以減少浪涌；由于高壓電源的功率較大，采用全橋電路，橋路電流及工作頻率都不是很高，有利于電源的熱設計。降壓收集極行波管的螺旋線高壓和收集極高壓的供電采用了行波管串聯供電方式簡化了發射機的電路，提高了可靠性。
加高壓時當調制開關剛開通，正偏電源加載在行波管上時，發射機高壓就跳閘。分析認為：收集極電源此時由空載突然變成滿載，引起儲能電容電壓下降，由于采用的是串聯供電方式，導致陰極電壓隨之下降造成欠壓保護?？傊莾δ茈娙萑萘坎粔蚝透邏弘娫此查g無法適應從空載到滿載的快速變化導致的。增大了儲能電容又有可能在行波管打火過程中產生放電能量過大而出現行波管燒壞的問題。最終我們在高壓儲能電容器和行波管之間串聯RY型金屬氧化膜電阻作為限流電阻以限制打火時的能量，很好的解決了這一問題。
3.2 各級輔助電源
燈絲電源采用恒壓、限流工作，其正極接行波管的陰極，負極接行波管的燈絲。由于行波管燈絲在冷態時的阻抗很低（約為熱態時的五分之一），為確保在每次開機工作時，避免燈絲過電流而產生過熱沖擊，燈絲電源采用限流工作方式。
陽極電源供給行波管陽極的電源，該電源為高壓小電流電源，其技術指標為：電壓：-1500～0V，電流是?A量級。由于陽極電源變化時行波管的輸出功率會發生變化，要求穩定度高，采用高頻高壓開關電源。
正負偏電源要求輸出電壓為2.0KV，輸出功率為30W。若采用Boost電路來實現，則主電路開關管的耐壓問題不好解決，故決定采用電路簡單的單端式隔離電源。
3.3 調制器
對于行波管，如果施加高壓而不存在負偏電壓時，行波管有可能發生毀壞。所以無論出現哪種故障都不可以切斷負偏電源，應當確保負偏電源始終維持在工作狀態。調制器采用能輸出理想波形的MOSFET浮動板調制器，它既可實現脈沖重復頻率的大范圍變化，又能實現脈沖寬度的大范圍變化，具有脈沖波形前、后沿好，驅動電流小，驅動電路簡單，能夠實現復雜脈沖波形的快速轉換等優點。
3.4 控制與保護設計
根據發射機實際情況，選用OMRON公司的CJ1型工業控制器（以下稱PLC）作為邏輯控制器，該PLC選用模擬量輸入模塊，主控需要的模擬量信號通過通訊口送出，在近距離的情況下PLC與主控通過RS422串行接口通訊。監控保護電路本身可靠，故障判斷和定位準確，能及時保護貴重元器件（如行波管等），避免虛假的動作，確保每步動作準確有效。
3.5 合理的結構、熱與環境適應性設計
行波管發射機相應的高壓、高熱耗與惡劣的工作環境，促使結構設計、熱設計與環境適應性設計顯得非常重要。整個發射機柜密封，對散熱的要求很高，采用了二次冷卻的方式，在機柜的后面裝上換熱器，通過風扇將機柜內的熱風抽到換熱器內，使熱風和換熱器內的散熱翅片進行熱交換，最后通過水冷將翅片上的熱量帶走。水冷系統設計成當高溫時能夠給換熱器提供冷水，提高發射機箱的散熱效率；當低溫的時候能夠給換熱器提供熱水，給發射機箱快速的加熱，保證發射機內的關鍵器件如：PLC、相控整流模塊等的正常工作，其中水冷系統能夠自動檢測水溫和環境溫度。
4.結束語
本文在提高發射機可靠性的措施從以下幾方面著手：完善了密封發射機柜的熱設計，降低了器件的結溫，提高了行波管和高壓電源系統的散熱效率；采取適度的功率器件降額使用，提高了冗余度，同時限制打火的能量和電源快速保護，降低打火后對發射機電路產生的應力確保在發生打火后發射機能夠重新恢復開機。
參考文獻
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高壓電源范文6
關鍵詞：高壓開關柜 緊急分閘 加裝 繼電器 自動分斷
空壓機是煤礦重要設備之一，是風鉆、噴漿機、風鎬、風泵等風動設備的動力源，其安全運行對煤礦生產有重要意義。高嶺煤礦在地面安裝兩臺AED250A型螺桿空壓機，向井下提供生產用動力風源，該型號空壓機供電系統配置是：XGN2-12型雙電源高壓開關柜向主動力電機供電，電壓為三相6000v高壓；空壓機內部控制系統電源電壓為三相380v，通過動力配電箱XLS供電。
在空壓機使用過程中，發現空壓機供配電系統存在設計缺陷：第一，高壓開關柜未安裝高壓電壓監控系統，不能做到安全運行；
第二，因異常情況高壓斷電后，高壓開關柜不能失壓分閘，復電后電機即自行啟動?？諌簷C是礦井重要的大型固定設備之一，大型旋轉設備不允許自啟動，自啟動會造成對電網沖擊、損壞機械設備、威脅操作、檢修人員的安全。
第三，空壓機的安全運行要求控制電源（低壓電源）失電時能自動切斷高壓電源以保護主機設備。而該型空壓機因異常情況低壓斷電后，供配電系統不能實現高壓開關柜分閘停機，空壓機主機在冷卻以及測控保護系統停止運行情況下持續運轉，將會造成空壓機主機設備發熱燒毀！
這些問題的存在嚴重影響空壓機的安全運行，甚至會帶來機毀人亡的事故，解決這些問題就成了確保該空壓機系統安全運行的當務之急。
為解決這些問題，經過對高壓開關柜及其二次系統進行分析，發現高壓開關柜內的高壓斷路器是永磁式斷路器，沒有失壓分閘功能，二次系統也沒有配置失壓分閘線路，所以，無論高低壓斷電，高壓斷路器都不會自動分閘，只要不手動分閘，主動力電機都會處于帶電狀態。但經過對高壓斷路器二次系統仔細研究發現，該斷路器設置有儲能電路、有緊急分閘功能按鈕，利用這兩個現有功能，我們對供配電系統進行了改進，使之達到高壓失壓自動分閘空壓機停機、高（低）壓欠壓自動分閘空壓機停機、低壓動力配電箱電源斷電空壓機停機、低壓動力配電箱電源未送電空壓機電機不能啟動，確保了空壓機安全運行。
1高壓電壓實時監控方案
因為高壓開關柜未安裝高壓電壓監控系統，無法確?？諌簷C電機安全運行。我們設計用一套三相電壓表配合一套高壓互感器作為高壓監控系統，為了直觀讀數，選擇采用Pz1940-9*1型三相電壓表，該電壓表額定信號電壓范圍為0-100v， 經計算，需選用變比為6:0.1的高壓電壓互感器，選擇使用JDZR10-6型高壓電壓互感器，額定電壓為6000v時其三相輸出電壓值為100v，能滿足Pz1940-9*1型三相電壓表對輸入電壓的要求。經安裝調試，該系統能滿足高壓電壓實時監控要求。
2高壓電源失壓自動分閘方案
對于高壓斷電后，高壓開關柜不能失壓分閘的問題，經對柜內高壓斷路器實物分析，該斷路器為ZN73A-12型永磁式戶內高壓真空斷路器，二次回路使用交流固定式控制回路，屬于電磁鎖機械保持，無失壓線圈，因此斷路器本體不能實現失壓分閘，而高壓開關柜內斷路器之外沒有設置此功能，故整個高壓開關柜不能實現失壓分閘。
分析柜內高壓斷路器控制系統（如圖），該系統電源取自柜內高壓母線，內有儲能回路、緊急分閘回路，當電源斷電兩個小時內，按下緊急分閘按鈕，該儲能回路所儲電能足夠滿足緊急分閘回路動作，但需打開高壓開關柜柜門手動操作，不能自動分閘。
為實現高壓斷電后，高壓自動分閘目的，設計加裝一只電壓繼電器K1，繼電器的線圈電壓取自高壓電壓互感器次級，將其一對常閉觸點和高壓斷路器的緊急分閘按鈕并聯。這樣高壓斷電后，高壓互感器次級無感應電壓，繼電器控制線圈失電，繼電器動作，常閉觸頭閉合，緊急分閘回路動作，實現高壓失壓自動分閘；高壓電壓低于設定值時，高壓互感器次級感應電壓低于繼電器控制線圈的動作電壓，繼電器不吸合，常閉觸頭閉合，緊急分閘回路動作，實現高壓欠壓自動分閘；高壓正常時，高壓互感器次級感應電壓處于正常范圍內，繼電器控制線圈得電，繼電器吸合，常閉觸頭斷開，正常供電。
這樣改進后，實現了高壓失壓分閘和高壓欠壓分閘兩個目的，一舉兩得。
3低壓電源失壓停機方案
實現低壓失壓自動停機的設計方案為：在高壓斷路器的緊急分閘回路，再加裝一只電壓繼電器K2，繼電器線圈電壓取自低壓配電柜220V電源，把繼電器的一對常閉觸頭和高壓斷路器的緊急分閘按鈕并聯。
這樣若低壓動力配電箱電源沒電，則所加裝的繼電器的線圈失電，其常閉觸頭閉合，高壓斷路器緊急分閘回路處于閉合狀態，斷路器不能合閘送電，實現了低壓動力配電箱電源未送電空壓機電機不能啟動的目的；
若空壓機運行中低壓動力配電箱斷電，則所加裝的繼電器的線圈失電，其常閉觸頭閉合，高壓斷路器緊急分閘回路閉合，已合閘的高壓斷路器緊急分斷，實現了低壓電源斷電，高壓分閘，空壓機停止運行的目的；
同時當低壓電壓低于設定值時，配套檢測控制元器件工作不穩定，空壓機安全運行無保障，而此時電壓繼電器因控制電壓低而動作，其常閉觸頭閉合，高壓斷路器緊急分斷使空壓機停機，確?？諌簷C安全運行。
4安裝完成后，空壓機不能啟動的解決方案
需要注意的是，高壓互感器的接入位置也有一定的要求，在初次安裝調試中，我們把高壓電壓互感器的初級安裝在斷路器的出線端，高壓柜卻不能合閘送電，分析其原因是：高壓電壓互感器的初級安裝在斷路器的出線端，高壓開關柜未合閘時，高壓電壓互感器未得電，電壓繼電器不能吸合，其常閉觸頭仍然閉合，緊急分閘回路閉合，處于分閘狀態，送電后，繼電器得電，但其動作機構有一定反應時間，常閉觸頭不能及時分斷，分閘回路仍處于閉合分閘狀態，導致高壓斷路器送電即分閘。因此，我們把高壓電壓互感器的初級安裝在斷路器的進線端，只要電源帶電，繼電器即自動分斷常閉觸頭，使緊急分閘回路斷開，實現順利送電，徹底消除了空壓機運行中存在的安全隱患。
